自由落體運(yùn)動(dòng)(教學(xué)設(shè)計(jì))

1、教學(xué)設(shè)計(jì)課題 自由落體運(yùn)動(dòng)作者姓名夏振華工作單位云南省昆明市第一中學(xué)西山學(xué)校所用教科書(shū)名人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理必修1所教年級(jí)高一年級(jí)所教冊(cè)次、單元物理必修1第二單元一.整體設(shè)計(jì)思路、指導(dǎo)依據(jù)說(shuō)明現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)生進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)之前對(duì)世界和事物有先入為主的認(rèn)識(shí)，教師的教學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生闡發(fā)他們已有的理解，激起新舊知識(shí)的矛盾，進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)。為了全面完成各項(xiàng)教學(xué)目標(biāo)，本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)探索為主線(xiàn)，充分展現(xiàn)隱含在本節(jié)內(nèi)容中的科學(xué)探究方法和科學(xué)思維方式。首先，通過(guò)“測(cè)反應(yīng)時(shí)間”的實(shí)驗(yàn)游戲激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引出研究的問(wèn)題落體運(yùn)動(dòng)，接著從生活經(jīng)驗(yàn)和亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行巧妙的推理,使亞里

2、士多德的理論陷入自相矛盾的境地，引起學(xué)生探究的興趣。在此基礎(chǔ)上學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論得出初步結(jié)論，提出物體下落快慢與物體的重力無(wú)關(guān)的設(shè)想；再進(jìn)一步通過(guò)教師演示“牛頓管”實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)想。最后再由學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，記錄自由落體運(yùn)動(dòng)的信息，定量地探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由于本節(jié)課學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究的活動(dòng)較多，故采用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行課堂活動(dòng)，以小組為單位進(jìn)行教師引導(dǎo)下的科學(xué)探究，加強(qiáng)小組同學(xué)間的討論與交流，師生間的相互反饋，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的精神。課堂以問(wèn)題和小組交流貫穿教學(xué)的始終，不斷提出新問(wèn)題，不斷解決新問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。二教學(xué)背景分析

3、教學(xué)內(nèi)容分析：自由落體運(yùn)動(dòng)是自然界中廣泛存在的自由下落運(yùn)動(dòng)的理想化模型，是一種典型的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。本節(jié)課通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方式得出自由落體運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律.運(yùn)用抽象思維提出問(wèn)題，通過(guò)簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，尋找論據(jù).經(jīng)歷交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果和學(xué)生的分析、討論，讓學(xué)生確定物體下落快慢與物體的重力無(wú)關(guān)的關(guān)系.通過(guò)對(duì)“牛頓管”實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察和思考，進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)想，使學(xué)生學(xué)會(huì)如何通過(guò)生活中的表面現(xiàn)象去探索掩蓋中的規(guī)律的方法.自由落體運(yùn)動(dòng)有其廣泛性和特殊性，對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深入具體的研究有利于學(xué)生更深刻地理解勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.在教學(xué)中，要盡可能理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué).教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生從日常生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)

4、，逐步提出問(wèn)題，不斷引發(fā)矛盾，讓學(xué)生自己得出結(jié)論.自由落體運(yùn)動(dòng)有明確的定義：物體僅在重力作用下，從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng).教師要講清楚物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件對(duì)學(xué)生理解這一定義有很大的幫助.準(zhǔn)確地理解自由落體運(yùn)動(dòng)的定義有利于學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。還要通過(guò)對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究，測(cè)定重物自由下落的加速度.做好幾個(gè)探究實(shí)驗(yàn)是本節(jié)課的關(guān)鍵。學(xué)生情況分析： 在前面的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了平均速度、瞬時(shí)速度、加速度的概念，并用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究過(guò)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)物理學(xué)中的理想模型有了一定的認(rèn)識(shí)，具備了初步的邏輯思維能力和運(yùn)用控制變量的研究方法。三.教學(xué)目標(biāo)分析知識(shí)與技能:（1）.理解

5、自由落體運(yùn)動(dòng)的條件和性質(zhì)，掌握重力加速度的概念.（2）.掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，能用勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決自由落體問(wèn)題。（3）.能用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡，并能自主分析紙帶上記錄的位移與時(shí)間等運(yùn)動(dòng)信息。過(guò)程與方法：(1).培養(yǎng)學(xué)生的觀(guān)察能力和邏輯推理能力.(2).進(jìn)行科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法教育，了解研究自然規(guī)律的科學(xué)方法，培養(yǎng)探求知識(shí)的能力.（3）、通過(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用，提高學(xué)生的解題能力.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān):(1).充分利用多媒體輔助教學(xué)、演示實(shí)驗(yàn)和課本中的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生積極參與課堂活動(dòng)，設(shè)疑、解疑、探求規(guī)律，做到師生默契配合、情理交融，使學(xué)生始終處于積極探求知識(shí)的過(guò)程中，達(dá)到最佳

6、的學(xué)習(xí)心理狀態(tài).(2).利用課后的閱讀材料，介紹伽利略上百次的對(duì)落體運(yùn)動(dòng)本質(zhì)規(guī)律的探索研究，使學(xué)生體會(huì)到科學(xué)探索的艱辛，挖掘德育教育的素材.四.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析教學(xué)重點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.教學(xué)難點(diǎn)：自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的得出.五.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)步驟1：情景引入測(cè)“反應(yīng)時(shí)間”教師活動(dòng)：課前設(shè)計(jì)制作好“測(cè)反應(yīng)時(shí)間尺”（在一約15cm長(zhǎng)的刻度尺的一面標(biāo)記上自由下落對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度所用的時(shí)間，以一面朝向?qū)W生），老師手中的這把尺很神奇，它不僅能測(cè)量長(zhǎng)度，還能測(cè)量時(shí)間，并且能測(cè)出同學(xué)們的大腦反應(yīng)時(shí)間，誰(shuí)想知道自己的大腦反應(yīng)時(shí)間是多少？可以用我的這把尺來(lái)測(cè)量。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生抓住尺的同時(shí)就報(bào)出其反應(yīng)時(shí)間，可采用“比比誰(shuí)

7、的反應(yīng)時(shí)間短”的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。（實(shí)際教學(xué)效果表明學(xué)生對(duì)這一活動(dòng)非常感興趣，踴躍參與）設(shè)計(jì)意圖：在此將教材中的“做一做”欄目中的“測(cè)定反應(yīng)時(shí)間”改為放在課前引入，目的是通過(guò)這一游戲產(chǎn)生“驚奇”效果，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，活躍課堂氣氛。步驟2：科學(xué)探究輕重不同的的物體下落的快慢教師活動(dòng)：同學(xué)們一定想知道這把尺為什么能測(cè)出你的反應(yīng)時(shí)間。它的“奧秘”與我們今天要認(rèn)識(shí)和研究的一種運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)?，F(xiàn)在我們就一起來(lái)共同認(rèn)識(shí)和探究第二章的第五節(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)!（1）.演示實(shí)驗(yàn)： 一塊金屬板和一張與金屬板面積相等的白紙從空中某一高度同時(shí)靜止釋放。教師引問(wèn)：觀(guān)察并指出以上物

8、理情景中兩物體的運(yùn)動(dòng)情況。學(xué)生活動(dòng)：觀(guān)察，思考，總結(jié)。師生共同總結(jié)：重的物體比輕的物下落得快也是歷史上亞里士多德認(rèn)可的觀(guān)點(diǎn)。(2). 教師引問(wèn)：重的物體一定比輕的物體下落快嗎?學(xué)生活動(dòng)：思考，討論，總結(jié)。重的物體不一定比輕的物體下落快。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分別用一塊紙板和四張白紙來(lái)比較輕重不同或相同的物體下落快慢。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與探究，小組成員分工進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、觀(guān)察記錄，在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、討論，得出本小組的結(jié)論。 結(jié)論一般有三種情況： 輕的物體下落快； 輕重不同而下落快慢相同； 輕重相同而下落快慢不同。(3)引導(dǎo)學(xué)生從亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行邏輯推理，得出矛盾。 相互矛盾的結(jié)論既是對(duì)學(xué)生

9、頭腦中錯(cuò)誤概念的震撼，也是激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的手段，學(xué)生進(jìn)行邏輯推理，可相互討論，然后小組代表舉手發(fā)言，其余傾聽(tīng)、思考。邏輯推理為后面的研究指明了方向，使學(xué)生明確下一步要解決的問(wèn)題。設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)通過(guò)從生活中構(gòu)建物理情景或模型來(lái)科學(xué)探究輕重不同的物體下落的快慢，可以培養(yǎng)學(xué)生在生活中聯(lián)系物理知識(shí)的好習(xí)慣。步驟3：科學(xué)探究影響落體運(yùn)動(dòng)快慢的因素 (1)探究影響物體下落快慢的因素 .引問(wèn)：既然物體下落快慢與其重力沒(méi)有必然聯(lián)系，實(shí)際生活中物體下落快慢不同可能是受什么因素的影響？ 學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生活經(jīng)驗(yàn)可以猜想到是空氣阻力影響。 猜想：影響物體下落快慢的因素可能是空氣阻力。 教師演示實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想：

10、牛頓管實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生在教師的引導(dǎo)下可以從實(shí)驗(yàn)中得出結(jié)論：物體的下落會(huì)受到空氣阻力的影響。沒(méi)有空氣阻力時(shí)，物體下落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)快慢與其重力無(wú)關(guān)。通過(guò)牛頓管實(shí)驗(yàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)：.探究現(xiàn)象背后的實(shí)質(zhì)原因必須考慮或排除外界因素干擾。 .科學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的有效方法。 (2)自由落體運(yùn)動(dòng)的概念 .概念引入引問(wèn)：由于落體運(yùn)動(dòng)受到空氣阻力影響，要想研究落體運(yùn)動(dòng)就必須排除空氣阻力，那么，如果物體在下落過(guò)程中忽略空氣阻力，物體的受力有什么特征。學(xué)生以原有的力學(xué)基礎(chǔ)可以很快答出：忽略空氣阻力，則物體只受重力作用。 .自由落體運(yùn)動(dòng) 物體僅在重力作用下，從靜止（即初速度為零）開(kāi)始豎直下落的運(yùn)動(dòng)，叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。 概念認(rèn)識(shí)

11、強(qiáng)調(diào)自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是一種理想條件下的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際生活中物體始終會(huì)受到空氣阻力的作用，但當(dāng)物體在空氣下落時(shí)，如果空氣阻力的作用比較小時(shí)，可以忽略，物體的下落也可以近似看作是自由落體運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)意圖：教學(xué)的重心放在了精心準(zhǔn)備的語(yǔ)言講解上，歸納、認(rèn)識(shí)、分析、發(fā)現(xiàn)。作出科學(xué)猜想，然后驗(yàn)證猜想，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)自行探究問(wèn)題的過(guò)程與方法的理解。步驟4：學(xué)生自主探究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 （1）.教師引問(wèn)：若要研究某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們可以采用怎樣的方法和器材？方法： .自由下落的物體，若在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差為一恒定值。 即x=x2-x1x3-x2=xn-xn-1是定值，就可以說(shuō)明此運(yùn)動(dòng)為

12、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。.據(jù)初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度公式v=at知：若以時(shí)間t為橫軸，以速度v為縱軸建立直角坐標(biāo)系，如果自由落體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，就可以證明此運(yùn)動(dòng)為V0=0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。器材：學(xué)會(huì)回顧前面學(xué)習(xí)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn)，可想到：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用示蹤（軌跡記錄）法研究。（2）.組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄重物的下落過(guò)程。（提醒學(xué)生操作注意事項(xiàng)） （3）.引導(dǎo)學(xué)生思考、討論如何合理利用紙帶記錄的信息作初步分析： 軌跡直線(xiàn)     方向豎直向下. . 變速速度越來(lái)越大比較相等時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移。小組實(shí)驗(yàn)、操作、記錄、思考、交流

13、討論，得出結(jié)果.（可提醒學(xué)生課前復(fù)習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)任意兩個(gè)相鄰點(diǎn)（無(wú)論勻速或變速）的等時(shí)性。） 師生共同總結(jié)：自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).引導(dǎo)學(xué)生思考、討論如何合理利用紙帶記錄的信息求出重物自由下落的加速度.小組實(shí)驗(yàn)、操作、記錄、思考、交流討論，得出結(jié)果.師生共同總結(jié)：在同一地點(diǎn)，不同物體作自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度相同，這個(gè)加速度叫自由落體加速度，也叫重力加速度，通常用g表示。 引導(dǎo)學(xué)生思考、討論課本P44表格列出的一些地點(diǎn)的重力加速度g。師生共同總結(jié)：.不同的地理位置，重力加速度的大小不同。.通常情況下g的大小取9.8m/s2 ，粗略計(jì)算時(shí)g取10m/s2 。 它

14、的方向總是豎直向下的。 (4).引導(dǎo)學(xué)生回憶勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律師生共同總結(jié)：自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(5). 引導(dǎo)學(xué)生思考課前展示的測(cè)反應(yīng)時(shí)間尺的原理，從而進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)知識(shí)在實(shí)際生活中的遷移和應(yīng)用，并通過(guò)一練習(xí)來(lái)鞏固。設(shè)計(jì)意圖：采用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行課堂活動(dòng)，以小組為單位進(jìn)行教師引導(dǎo)下的科學(xué)探究，加強(qiáng)小組同學(xué)間的討論與交流，師生間的相互反饋，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的精神。步驟5：課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)其他同學(xué)評(píng)價(jià)該同學(xué)的小結(jié)內(nèi)容。 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較該同學(xué)的小結(jié)和自己的小結(jié)，看

15、誰(shuí)的更好，好在什么地方。設(shè)計(jì)意圖：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。六課堂總結(jié)教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)其他同學(xué)評(píng)價(jià)該同學(xué)的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較該同學(xué)的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。七. 作業(yè)布置八.板書(shū)設(shè)計(jì)布置作業(yè)：物理課本P45問(wèn)題與練習(xí)的第2、 3、 4題。板書(shū)設(shè)計(jì)：第五節(jié) 自由落體運(yùn)動(dòng)一、定義：物體只受重力從靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng)。二、性質(zhì)：V0=0的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。三、重力加速度（g）：1、大

16、?。?g=9.8m/s22、方向：豎直向下四、規(guī)律：1、速度公式：v=gt2、位移公式：3、速度位移公式：v22gh九. 教學(xué)反思新課程提倡以自主、合作、探究的教學(xué)組織形式來(lái)進(jìn)行課堂教學(xué)，本節(jié)采用教師引導(dǎo)，學(xué)生探究的教學(xué)組織形式，讓學(xué)生在體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程中，獲取物理知識(shí)。物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)注重以問(wèn)題為先導(dǎo)，把主要內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程變成一種解決問(wèn)題和科學(xué)探究的過(guò)程。根據(jù)前蘇聯(lián)心里學(xué)家維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，創(chuàng)設(shè)稍高于學(xué)生原有知識(shí)水平的情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生按照“提出問(wèn)題猜想實(shí)驗(yàn)分析論證得出結(jié)論”的思維進(jìn)行探究。在我的啟發(fā)、引導(dǎo)下，學(xué)生自己探究，動(dòng)手做一些有趣的小實(shí)驗(yàn)，嘗試自己觀(guān)察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，從而獲取知識(shí)。整個(gè)過(guò)程滲透物理學(xué)研究方法、科學(xué)思維方法和協(xié)作精神、探索精神等情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)教育。通過(guò)形象生動(dòng)、